振荡扑翼波浪能发电装置系统建模与仿真

为了实现波浪能的采集与高效转换,提出一种振荡扑翼波浪能发电装置,通过采集机构、液压转换系统和电能变换及储能系统将随机波浪能转换为稳定的电能。基于扑翼与波浪耦合受力分析,设计波浪能采集机构方案;为了能量高效转换和保证液压系统稳定性,创成一种含多腔液压缸的液压转换系统;根据储能单元的额定电能需求,进行电能变换及储能系统方案设计与元件参数计算;基于多能域键合图理论和AMESim仿真软件,建立包括机-液-电的整体虚拟样机仿真模型;搭建仿振荡扑翼波浪能发电装置试验平台,模拟规则波浪进行试验,验证系统的有效性。研究结果表明,在三级海况和四级海况下振荡扑翼波浪能发电装置发电效率分别可以达到61.5%和66.2%,能够有效采集波浪能,实现电能的稳定输出并储存到蓄电池中。试验结果证明了振荡扑翼波浪能发电装置工作原理和参数设计的合理性。研究结果为波浪能发电装置的设计与开发提供了理论基础与参考。     

介电弹性体材料研究现状综述

针对目前介电弹性体材料的相关研究进展及存在的问题,在分析介电弹性体特性的基础上,根据其不同种类,研究了硅橡胶、聚氨酯、丙烯酸等材料及复合材料的性质及制备方法;根据介电弹性体的不同用途,分析了近些年其在发电、仿生学、生物医学、光学器件、微系统、航天航空方面的具体应用及其未来发展趋势,并总结了介电弹性体在未来应用中存在薄膜制备、柔性电极材料覆盖绝缘、偏置高压电源限制、降低能量损耗和提高机电转换效率等相关问题,针对这些问题提出了相应的建议及未来发展思路。研究结果表明,介电弹性体具有很广阔的应用前景,但是目前还存在很多技术难点,在弹性体基体材料构成、柔性电极材料优化、自偏置发电、效率优化等方面还要进行更为深入的研究。     

新型波浪能发电平台的设计

论文针对波浪能发电的特征,提出了一种新型的波浪能发电方法,对发电装置进行了设计。通过对海洋环境的研究,对波浪能发电装置所处的载体平台进行了设计,给出了新型波浪能发电平台的总体设计。论文通过对非工况下该发电平台发电效率的计算,对其应用前景进行了评估。     

新型棘轮止逆波能收集装置建模及数值分析

针对现有波浪能收集装置结构复杂、可靠性低及转化效率低等瓶颈问题,设计出一种新型棘轮止逆波能收集装置,该装置能够全周期可靠高效地利用海浪发电。建立了以海浪特性为外部激励的系统动力学非线性方程,推导了考虑发电机负载作用的能量转换效率公式。对系统参数进行了敏感性分析并结合某海域典型海浪特性,对浮体关键参数及装置转换效率进行了仿真预测。研究结果表明,选取较差波况条件下,发电机仍具有周期性的转矩输入特性及较高的平均发电效率。     

四浮子振荡扑翼波浪能发电装置设计与研究

为了实现波浪能的高效采集与稳定的电能输出，提出一种浮子半径为2.5 m的四浮子振荡扑翼波浪能发电装置的设计方案。基于多腔油缸液压转换系统，创成一种多腔油缸液压转换与合并系统，确定了系统的组成及工作原理，以及采集机构、液压转换与合并系统各元件参数。运用AQWA仿真扑翼角位移响应，AMESim搭建采集机构、多腔油缸液压转换与合并和电能变换与储能系统仿真模型，搭建仿振荡扑翼波浪能发电装置试验平台，模拟规则波浪进行试验与仿真研究。研究结果表明：在三、四级波浪作用下，四浮子振荡扑翼波浪能发电系统能够稳定工作，其蓄电池组平均输入功率分别为46.5 kW与56.5 kW,总容量为300 Ah的蓄电池组分别需要1.42 h与1.17 h充满；试验验证了四浮子振荡扑翼波浪能发电装置发电原理的合理性和可行性，研究成果为阵列式波浪能发电装置的开发与研究奠定了理论基础。     

振荡扑翼波浪能采集机构设计与研究

为了改善波浪能采集装置的能量输出和转换效率问题,借鉴鸟类翅膀运动形式,设计一种基于振荡浮式的扑翼式波浪能采集机构.通过机构优化方法,以提高转换效率为目标,以所处海况中存在的约束条件,对采集机构中的关键参数进行了设计.根据海浪与振荡系统作用理论,建立出波浪与机构之间耦合运动方程和能量采集转换数学模型.通过水动力学仿真软件AQWA,以3种典型波况作为输入,分析了采集机构在波浪作用下的运动响应和能量转换性能;验证了所优化设计采集机构的可行性,并发现此机构更加适合在中高级海况下进行波浪能的采集转换.     

阵列筏式波浪能发电系统设计与试验研究

结合点吸收式和筏式波浪能收集技术,提出一种阵列筏式波浪能发电系统。该系统可利用多组振荡浮子与漂浮平台之间的相对运动,同时收集多点波浪能,并转化为电能输出。详细叙述系统的结构和工作原理,进行系统受力和能量转化效率分析,理论计算表明单个浮子的最佳能量转化效率可达31.7%。进行实海况海试试验,通过数据分析发现,投入运行的振荡浮子数目越多,系统发电量越大,但能量转化效率越低。试验结果证明本系统原理正确,为海洋波浪能开发利用提供了一种新的方法。     

波浪能多腔油缸液压转换系统设计与研究

以振荡扑翼波浪能发电装置的液压转换系统为研究对象,设计一种含有多腔油缸的液压转换系统,将波浪能转换为可利用的机械能。以波浪能高效采集和液压转换系统稳定输出为原则,设计一种多腔油缸并确定液压转换系统的组成及各元件的具体参数。针对不同海况,通过改变电磁阀换挡策略,实现对波浪能的采集,调节蓄能器的个数和预充压力使液压系统高、低管路的压力保持稳定,通过液压马达能够稳定输出机械能。运用AMESim仿真平台搭建采集机构和液压转换系统模型,模拟3级、4级和5级海况下采集机构的运动响应作为系统输入,分析液压转换系统的有效性、输出稳定性和转换效率。仿真结果验证,所设计的液压转换系统通过改变电磁阀换挡策略,能够实现对波浪能的高效采集,并有效提高液压转换系统的稳定性和转换效率。为振荡扑翼波浪能发电装置的液压转换系统的开发与研究奠定了理论基础。     

介电型电活性聚合物的发电特性研究

介电型电活性聚合物(Dielectric electroactive polymer,简称DEAP)作为一种新型智能材料,可与风力、水力结合作为一种新型的电能获取形式,将机械能转换为电能。分析DEAP发电机理、发电过程,比较恒电荷、恒电压、恒电场三种工作形式,确定选择恒电荷工作形式。讨论DEAP薄膜的发电机理和工作过程,分析了DEAP换能器的能量转换关系。基于建立的换能器模型,计算出一个工作循环换能器的发电量、输入的机械功和机电能量转换效率,同时确定初始电压、拉伸位移是影响发电量、能量转换效率的主要因素。并对此进行试验研究,试验结果验证了理论分析的准确性。     

空间并联弹簧波能转换装置水动力学研究

针对波浪能转换装置(WEC)能量捕获效率问题，设计了一种含有空间并联弹簧组件的非线性动力输出系统(PTO)。基于牛顿第二定律建立了浮子垂荡运动微分方程，获得给定波浪激励下振荡浮子的运动学规律。基于入口边界法构建三维规则波数值波浪水槽，并进行了波能转换装置流固耦合动力学仿真分析，计算结果同理论模型结果一致。进一步考虑空间并联弹簧的弹性系数、空间几何夹角以及波高、波浪周期等波浪参数对装置波能转换效率的影响，获得PTO系统弹簧刚度系数的优化设计区间以及弹簧空间夹角取值区间。研究结果对非线性波能转换器的设计与优化具有重要的工程意义。     

基于微液滴介质和差分电容器的静电式微型振动发电机

针对现有悬臂梁式微型振动发电机存在低频响应不敏感,抗冲击能力差等问题,提出了一种利用微液滴介质拾振实现差分电容器变化及电荷转移的静电式微型振动发电机新结构.根据驻极体模型,推导出了差分电容器极板的电荷分布公式;结合微液滴作受迫正弦振动假设,建立了静电式微型振动发电机的数学模型.采用COMSOL Multiphysics软件对微液滴运动及电容器极板电荷分布进行了仿真,得到了发电机的输出电压幅频特性.制作出了以汞为介质的静电式微型振动发电机样机,进行了样机的性能测试.实验结果表明:该静电式微型振动发电机共振频率为3 Hz,在加速度为3 9、振动激励频率为3 Hz,负载为1 MΩ时,测得样机输出电压峰-峰值为1.21V,输出功率为0.73 μW,实现了环境中低频振动能量的获取与转换.     

海上风力发电现状与发展趋势

介绍了国外海上风电发展现状,提出了风电技术的发展降低了海上风电开发的成本,政府支持是海上风电发展的主要因素。从海上风能资源评估、风电机组及风电场设计等方面论述了海上风电技术的发展。研究结果表明,海上风电技术朝着低成本、大风电机组等方向发展,对我国海上风电发展具有参考价值。     

电火花加工脉冲电源功率器件的研究进展

功率器件是电火花加工脉；中电源中的一个核心元件，它对电火花加工的效率、加工精度和工具电极损耗等有很大的影响。本文综述了GTO、GTR、MOSFET、IGBT、MCT、IGOT和IPM等功率器件的研究现状和最新成果，并对它们在电火花加工脉冲电源中的应用与发展现状进行了分析评述。     

具有邻域子空间电路模块的低功耗测试设计

本论文提出了具有邻域子空间电路模块的基于累加器测试的低功耗测试方法.该方法将测试矢量进行伪格雷码编码以降低电路的开关活动率,从而减少测试功耗.FPGA实现的由3~2计数器构成的8位行波进位加法器的实验表明,该方法降低了约17%的测试动态功耗.接着研究了该低功耗测试的硬件实现.通过复用电路中的加法器,巧妙、成功地避免了额外逻辑异或功能模块的引入.该设计将测试的额外硬件开销降至最低且不需要电路结构的调整.该低功耗测试方法能测试出邻域子空间对应电路基本组建模块内的任意固定性组合失效,且不会降低原电路的性能.     

核电站蒸汽发生器的运输

以降低运输风险为目的，采取可靠的措施，对我国岭澳核电站2个压水堆共6个自重380t的蒸汽发生器进行现场运输作业。     

微型振动式发电机振子系统的理论计算及仿真

建立了微型振动式发电机的核心部件振子的结构模型。利用有限元的方法对振子进行了动力学分析及计算,并应用ANSYS有限元分析软件,对振子进行了计算机模拟分析,得出了敏感元的厚度、宽度对振子固有频率及最大变形量的影响。设计出了优化的振子系统结构。     

尖速比对风力发电机发电效率的影响

本文采用实验和数值分析相结合的方法,针对影响风力发电机输出性能的尖速比因素进行研究,通过尖速比的变化对风力发电机的输出功率、电流、电压以及风能利用系数的影响分析,找到了尖速比对风力发电机的输出功率、电流、电压以及风能利用系数影响程度,为设计或制造提供参考。     

变速恒频风力发电用交流励磁双馈发电机的研究

描述了变速恒频风力发电用交流励磁双馈发电机的结构特点和运行原理,并通过对该电机基本方程式、等效电路及时空矢量图的分析,导出了电机运行参数(如定、转子电流、有功、无功功率及电磁转矩)的数学表达式,证明了(?)运行性能可表示为转差率、转子励磁电压及与定子电压的相位差角三个变量的函数,为它的应用提供了理论依据。     

基于虚拟同步机技术的电力电子变压器控制策略

针对电力电子变压器(power electronic transformer,PET)的并网控制策略进行研究,提出基于虚拟同步机(virtual synchronous generator,VSG)的PET并网控制策略,分析在传统PET拓扑结构的VSG控制策略和小信号模型,提出传统PET拓扑的VSG模型具有高阶多目标的问题。为了简化VSG控制模型,提出一种简化VSG的PET控制方案,分析了其双闭环结构的小信号模型及其与传统PET的VSG模型相比较后的优势。通过PSCAD/EMTDC仿真试验验证了基于简化VSG的VSG并网控制的有效性。研究结果表明,应用VSG控制模型能够简化PET的并网控制策略,使PET系统更加适合电网调度。     

Fluke 683企业级网络测试仪电源电路原理分析

Fluke 683企业级网络测试仪电源电路原理特点分析.